逆变器工作模式详解

图3-13 逆变器在第Ⅰ象限半个高频周期的等效电路a）工作模式1 b）工作模式2 c）工作模式3 d）工作模式4 e）工作模式5 f）工作模式6 g）工作模式7 h）工作模式8工作模式4[t3，t4]：t3时刻，开通箝位开关VIc，由于VIc的反并联二极管已经处于导通状态，因此，VIc是零电压开通。并且，VI7的开通并没有影响电路的工作状态。此时，该逆变器相当于工作在整流状态。

理论教育 2023-06-17

逆变系统性能指标的分析介绍

为了评价逆变器输出波形的质量，引入下述几个性能指标。总谐波系数THD显示了总的谐波含量，但它并不能告诉我们每一个谐波分量对负载的影响程度。很显然，逆变电路输出端的谐波通过滤波器时，高次谐波将衰减得更厉害。对于逆变装置来说，其性能指标除波形性能指标外，还应包括以下内容：①逆变效率；②单位重量输出功率；③可靠性指标；④逆变器输入电流交流分量的数值和脉动频率；⑤电磁干扰EMI及电磁兼容性EMC。

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参数自调整模糊控制优化方法

基于以上分析，本课题主要对量化和比例因子自调整这一类自适应模糊控制方法进行研究。自调整比例因子模糊控制器的设计，在系统控制过程中，比例因子对系统控制性能和稳定性影响更为明显，尤其是在系统初始运行阶段。

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内模型PID控制优化技术

在上述情况下内模控制对系统的动态性能几乎没有任何改善，故需要通过其他方式来改善系统的动态性能。根据以上分析可得内环PD控制器参数为内模控制器的设计方法有很多种，最常用的是零极点对消法，也称两步设计方法。根据经典控制器c和内模控制器q的关系，则有将经典反馈控制器转换为传统的PID控制器。假定PID控制器结构为有其中τ为整定滤波器参数。

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比例谐振控制的应用与优势

比例谐振控制器的传递函数为PR控制器在基波频率处的增益为可见，PR控制器在基波频率处的增益趋近于无穷大，可以实现对某一固定频率正弦指令信号的无静差跟踪控制。图6-33 系统的根轨迹综上所述，准比例谐振控制器参数的设计步骤可以归纳如下：根据系统需要的带宽选择ωc；根据系统需要的增益选择kr；根据谐波阻抗，设计kp使系统稳态性能和抗扰性能满足要求。

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三相逆变器SPWM技术优化探讨

三相逆变器的SPWM技术是以单相逆变器SPWM技术为基础的，但又有自身的特点。另外，由于三相电压型逆变器与电流型逆变器在电路拓扑和工作方式上的不同，导致其SPWM技术也有很大不同。常规三相电压型SPWM逆变器输出相电压的谐波特性与单相双极性SPWM输出电压完全相同。本书将三相电流型逆变器的这种开关函数称为三逻辑信号。

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并联逆变器系统环流分析

图7-2 两台逆变电源并联时电压电流矢量图2.功率偏差与环流同功率容量的逆变器并联时，不论并联逆变器输出的有功功率还是无功功率不一致时，如果这个功率的偏差并不消耗在负载上而在逆变器之间则就会导致环流的产生。尤其逆变器开关信号的死区会引起输出电压的畸变而产生不可预知的谐波分量，从而产生谐波环流。基于上述模型，对双单元逆变电源并联系统环流情况作仿真，重点反映由参考电压不一致所导致的环流特性。

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主动式孤岛检测方法优化

主动式检测方法的思路是通过引入干扰打破孤岛运行下逆变器系统与负载之间的平衡，使公共节点的电压幅值或频率超出阀值范围，从而检测出孤岛。主动频率漂移法正是利用这一原理实现孤岛检测。这种能根据频率偏差的变化自动调整频率偏移扰动量的孤岛检测方法，称之为自适应频率漂移法。

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电路拓扑及PWM控制逻辑实现四象限工作的高频链逆变器

如图3-10所示，该逆变器由推挽正激电路、高频变压器、有源整流桥（桥Ⅰ）、输出逆变桥（桥Ⅱ）和输出滤波器构成。如图3-11所示，双向高频链逆变器实现四象限工作需要合适的PWM控制逻辑相配合。图3-11 逆变器四象限工作模式a）uo-io相平面 b）逆变器输出电压、电流推挽正激准单级高频链逆变器中的所有开关器件的控制信号都是由三角载波SPWM调制电路产生。

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单相逆变器的SPWM技术优化方案

对于如图5-3所示的电压型单相全桥逆变器而言，有3种基本的SPWM技术：双极性SPWM、单极性SPWM和倍频式SPWM。根据式（5-2）可得到：2）双极性SPWM逆变器输出电压谐波分析对双极性SPWM输出电压波形进行傅立叶分析，可以得到其谐伯德性图。

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并联逆变器环流抑制技术优化探讨

在实际电路中，即使并联逆变器的基准信号完全一致，由于电路结构参数的不一致、温漂等因素，输出电压的幅值、相位仍会存有偏差而导致并联环流，采取相应环流抑制措施是必要的。图7-23 含环流抑制的并联逆变器单元控制结构框图对采用该并联均流策略的两台逆变器并联系统进行仿真验证，仿真主要参数同7.1.2节。

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组合式三相四线制逆变器的实现与应用

顾名思义，组合式三相逆变器是由三个单相逆变器组合而成。图4-8所示的则是采用单个供电电源的组合式三相四线制逆变器，为了防止直流侧的短路，交流侧必须采用工频变压器隔离。为了解决这一问题，又出现了组合式三相高频脉冲直流环节逆变器，它采用3个独立的单相高频环节逆变器构成组合式逆变器，用高频变压器取代了工频变压器，减小了装置的体积。

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2.2.3负载谐振型逆变电路

对于这种负载，可以将逆变频率调谐到谐振频率附近，从而获得正弦的输出电流或电压，而无需通过低通滤波器来消除其最低次谐波，所谓“谐振”式逆变电路也因此而得名。对于串联谐振式逆变器，其输出电压为方波，负载电流波形接近正弦波，而并联谐振式逆变器的输出电流为方波，负载的电压波形接近正弦波。

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逆变器并网运行中的漏电流及抑制方法

漏电流抑制是无变压器型并网逆变器的必备功能之一。寄生电容上变化的共模电压则能够激励这个谐振回路从而产生相应的共模电流。但在运行中会存在以开关频率变化的共模电压，从而引起较大的共模电流。当Ⅵ2、Ⅵ3导通时当Ⅵ2、Ⅵ3关断时，电流经Ⅵ5、Ⅵ6的反并联二极管续流，此时根据上述分析可知，该拓扑共模电压恒定，因此可以有效抑制共模漏电流。该拓扑最高效率达到98.1%。

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单相逆变电路拓扑优化方案

单相开关型逆变器是逆变器的基础。下面将以单相逆变器为例说明其最基本的工作原理。关于无功能量的交换，对于半桥电路的分析完全适用于全桥逆变电路。在udc和负载参数相同，且变压器一次侧两个绕组和二次绕组的匝比为1∶1∶1的情况下，该电路的输出电压uo和输出电流io的波形及幅值与全桥逆变电路时完全相同。图2-2 变压器中心抽头推挽式 单相逆变电路

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移相叠加阶梯波合成逆变器的电路原理

图中所示的一个周期内阶梯合成波的阶梯数为18，每个阶梯对应一个电压值，即U1～U9和-U1～-U9。图2-17为移相叠加阶梯波合成逆变器的电路原理图。该电路由直流电源Ud、时钟发生器、分频器、N个驱动器、N个逆变器和N个变压器组成。时钟发生器（振荡器）输出的矩形脉冲经分相电路后，得到N个相移依次为π/N的方波信号，再经驱动电路驱动每个逆变器中对应的功率开关管。采用三相电路时，逆变器的个数为N/3。

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